DE2413317C3 - Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen aus Kunststoff mit einem Umlauffördersystem für untereinander gleiche Formenträger - Google Patents

Description

niedriger Artikelherstellkosten mit dem Nachteil eines hohen Kapitaleinsatzes und vor allem einer niedrigeren Flexibilität erkauft werden. So kann die Spritzeinheit einer Mehrstationen-Aiilage zur gleichen Zeit immer nur einen Werkstoff verarbeiten, während ein Produktionsbetrieb in der Regel gleichzeitig eine große Zahl verschiedener Mischungen im Einsatz hat.

Beiden geschilderten Verfahren der Formartikelherstellung, der Klein- und Mittelserienproduktion in Einzelpressen wie auch der Großserienproduktion in Mehrstationen-Anlagen, ist ein entscheidendes Kriterium gemeinsam: Für jedes im Einsatz befindliche Formwerkzeug muß eine Presse als Formträger vorhanden sein. Der Formträger muß jeweils individuell einstellbar sein, um Druck und Temperatur über ein vorgegebenes Weg/Zeit-Programm auf das Werkzeug zu übertragen.

Müssen in einem Betrieb z. B. gleichzeitig zehn Artikel mit kleinen Losgrößen produziert werden, so sind hierfür neben den Werkzeugen in der Regel zehn in ihrem Aufbau ähnliche einstufige Pressen und zehn unabhängig voneinander arbeitende Maschinensteuerungen notwendig. Handelt es sich bei diesem Artikel aber um Großserien, die :-uf zehn Rundtischanlagen mit zehn Stationen gefertig, werden, so werden hierzu insgesamt einhundert Forrwerkzeuge in 100 Pressen mit 10 Steuerungen benötigt. In beiden Fällen enthält jedes Formwerkzeug je nach Artikelgröße und Preßverfahren bis zu 100 und mehr Formnester, die nach dem öffnen der Presse am Ende des Heizzyklus meist von Hand entformt werden. Gleichermaßen arbeitsaufwendig ist das sich in der Regel anschließende Entgraten des so gefertigten Formartikels.

Aus der US-PS 2476 558 ist ein Verfahren bekannt, bei dem man freibewegliche identische Formenträger mit einem für den Arbeitszyklus vorgewählten artikelabhängigen Formeneinsatz bestückt und unter Schließdrucl; verriegelt, das Formwerkzeug mit dem Kunststoff füllt, dieses für eine vorgegebene Zeit bestimmten Temperatur- und Druclkbedingungen aussetzt, das Formwerkzeug öffnet, den Formeinsatz ausstößt, den Formenträger wiederum mit einem Formeinsatz bestückt und die Formteile aus dem Formeinsatz entformt. Aus dieser Druckschrift ist auch bekannt, daß alle Formeinsätze einer Produktionsanlage gleiche Außenkonturen, gleiche Innenbzw. Außendurchmesser oder sonstige gleichbleibende Querschnitte aufweisen. Die Spntzkanäle werden durch das Innere des Verteileirdorns geführt, also durch den Formenträger hindurch, und zwar durch Längsschlitze im Rundstab, der sich im Inneren des Verteilerdorns befindet. Seitliche Bohrungen des Verteilerdorns verbinden diesen Anspritzkanal mit den einzelnen Formeinsätzen. Der Rundstab dient als mechanisches Ventil zum drucksicheren Abschluß der seitlichen Austrittskanäle nach dem Einpressen des Kunststoffes. Hierzu besitzt der Rundstab einen aufgesetzten Kopf und daran Drehknebel, mit welchem der Rundstab zum Verschließen der Austrittskanäle gedreht werden kann.

Aus der DE-OS 23L5166 ist bekannt, daß Formenträger während zwei aufeinanderfolgender Arbeitszyklen nicht notwendigerweise dieselben Formeinsätze aufnehmen müssen. Bei der in dieser Druckschrift beschriebenen Spritzform wird der Anspritzkanal aus dem ringförmigen Spalt zwischen den beiden Halbformen und dem äußeren Umfang der Form-

scheiben gebildet. Es wird außerdem vorgeschlagen, die Spritzkanäle durch die Halbformen zu führen. Hierbei kommen die zusätzlichen Teile des Formwerkzeugs in unerwünschter Weise mit der Kunststoffmasse in Berührung.

Aus der GB-PS 257741 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoff mit einem Umlauffördersystem für Formträgej- bekannt, die mit artikelabhängigen und pro Arbeitszyklus austauschbaren Formeinsätzen bestückt ist, sowie Einrichtungen zum Füllen und Schließen der Formeinsätze und eine Einrichtung zum Trennen der Formeinsätze von den Form trägern am Ende des Arbeitszyklus aufweist. Diese Vorrichtung soll Formteile in großen Mengen herstellen können und der zu verformende Kunststoff ist in den Formen des Umlauffördersystems zwangsläufig den gleichen Bedingungen ausgesetzt. Die Fertigung von Formteilen aus verschiedenen Kunststoffen ist mit dieser Vorrichtung nicht möglich.

Aus dem DE-GM 6912935 sind Formträger mit einstellbaren Codierungen bekannt. Bei den in dieser Druckschrift diskutierten Förderstraßen waren Anschläge an den Trägern der Formen vorgesehen, durch die lediglich das Ausstoßvolumen vor dem Füllen jeder einzelnen Form eingestellt werden sollte.

Aus der FR-PS 1229012 sind Formen mit elektrischen Heizelementen und Schleifkontakten zur Aufnahme der elektrischen Energie vorgesehen. Diese Anordnung steht jedoch in einem anderen technisehen Zusammenhang, da in dieser Druckschrift Vulkanisationsapparate beschrieben werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Flexibilität der Einzelfertigung in einer großen Zahl individuell bedienter Pressen mit dem Qualitäts- und Leistungsvorteil durch starre Taktzeiten bei den Mehrstationen-Anlagen zu verbinden. Ein beliebig gestaltetes und sich beliebig schnell und häufig änderndes Artikelprogramm sollte in nur einer Anlage mit veränderlicher Kapazität produziert werden können, wobei durch konsequente Mehrfachnutzung verfahrensspezifische Maschinenteile (z. B. Einrichtung zum Aufbrechen des Formwerkzeuges am Ende der Heizzeit) der auf die Gesamtausbringung bezogene Kapitalbedarf auf ein Minimum reduziert werden kann. Das Produktionsvolumen soll in weiten Grenzen nahezu stufenlos und ohne Rüstkosten variiert werden können. Würden zehn Artikel gleichzeitig auf einer solchen Anlage produziert werden müssen, so sollte dies unabhängig von den jeweiligen Losgrößen je Artikel und unter Einsatz nur einer Steuerung, einer Schließdruckpresse, einer Aufbrechvorrichtung, einer Temperaturvorwahleinrichtung etc. geschehen.

Die Formenkonstruktion sollte es ermöglichen, durch Beweglichkeit, d. h. Abkehr vom starren Einbauprinzip, die heute anfallenden hohen Kosten für Formenwechsel und -lagerung zu senken.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen aus Kunststoff, mit einem Umlauffördersystem für untereinander gleiche Formenträger, die mit artikelabhängigen und je Arbeitszyklus austauschbaren Formeinsätzen bestückbar sind, mit Einrichtungen zum Füllen und zum Schließen der Formeinsätze und mit einer Einrichtung zum Trennen der Formeinsätze von den Formenträgern am Ende des Arbeitszyklus erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Formenträger im Umlauffördersystem artikelabhängig unabhängig voneinander bewegbar und im Umlauffördersystem angeordneten Speicher-

einrichtungen zuführbar sind, aus denen die Formenträger mit ihren Formeinsätzen artikelabhängig zum weiteren Transport durch das Umlauffördersystem entnehmbar sind.

Unter Kunststoffen, die mt dieser Vorrichtung zu ^r> Formteilen verarbeitet werden können, sind ganz allgemein Thermoplaste, Duroplaste oder Kautschukmischungen zu verstehen.

Diese Materialien können auch geschäumt sein und ihre Komponenten können erst unmittelbar vor dem ι ο Füllen der Formwerkzeuge oder in denselben gemischt werden. Die Vorrichtung ist in erster Linie zur Herstellung von Formteilen aus Natur- und Synthesekautschukmischungen bestimmt. Darunter fallen die Elastomeren auf Chloropren-, Nitril-, Butyl-, Hypa- π lon-, Cis-1,4-Butadien- und Cis-Isoprenbasis, ebenso wie die Styrol-Butadien-Qualität und deren Verschnitte, die Edelkautschuktypen auf Fluor- und Silikonbasis sowie Terpolymers Die mit dieser Vorrichtung bearbeitbaren Kunststoffmassen können die 2» üblichen Füllstoffe, Pigmente, Stabilisatoren und andere Zusätze enthalten. Ebenso ist es möglich, durch Einlegen entsprechender Kerne aus anderem Kunststoffmaterial oder Metall Sandwichelemente und Mehrschichtverbundkonstruktionen herzustellen.

Die Formwerkzeuge der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind nach ihren Funktionen geteilt in einen zur Produktionsanlage gehörenden Teil, den Formenträgern und einen hierzu passenden artikelabhängigen Teil, den Formeinsatz. Vorzugsweise haben alle 3d Formeinsätze einer Produktionsanlage gleiche Außenabmessungen für die beliebig häufige Aufnahme in gleichartigen Formenträgern. Aufgabe des Formenträgers ist der Transport der Formeinsätze zu den einzelnen Bearbeitungsstationen wie Füllen, Heizen etc. Er dient zur Aufnahme der Schließkraft als innerer Kraft (Verriegelung), wodurch das Formwerkzeug als Einheit erst ortsunabhängig wird, sowie zur Aufnahme der Heizelemente und des bei jedem Umlauf neu programmierbaren Temperaturreglers. Die 4» Formenträger sind ferner zweckmäßig mit einer einstellbaren Codierung versehen, aus der sich der material- und artikelabhängige Produktionsablauf ergibt. Aus der Codierung sind also auch die Materialart, die Materialdosierung, die Temperaturführung, Verweil- 4-, zeiten, Entformplatz und ähnliche für eine automatische Steuerung des Produktionsablaufes wichtige Größen entnehmbar.

Auch die Produktionsanlage ist so ausgelegt, daß die darin frei beweglichen Formwerkzeuge für beliebige Artikel in beliebiger Reihenfolge bei unterschiedlicher Artikelgröße und -gestalt, unterschiedlichen Heizzeiten, Schließdrücken u. ä., bei jedem Arbeitszyklus gleichermaßen optimalen Bedingungen ausgesetzt werden. Eine Beeinflussung des vorprogrammierten Arbeitszyklus durch das Bedienungspersonal ist damit ausgeschlossen und eine optimale Reproduzierbarkeit der Heizzeiten und -temperaturen jedes Artikels gewährleistet.

Aufgabe der Formeinsätze, die insbesondere als Formscheiben oder Formringe ausgebildet sind, ist die Formgestaltung des Artikels sowie die Weiterleitung des zu verformenden Materials über Spritzkanäle zu den Formnestern. Formenträger und Formeinsätze sind nur während eines Arbeitszyklus lösbar mitein- b5 ander zu einem Formwerkzeug verbunden. Beim darauffolgenden Arbeitszyklus werden nicht notwendigerweise die gleichen Formenträger wieder mit den gleichen Formeinsätzen vereinigt. Die Formwerkzeuge sind frei beweglich und können die Produktionsanlage in verschiedenen Abschnitten des Arbeitszyklus z. B. zum Entformen des fertigen Artikels verlassen oder hier so lange verweilen, wie es nach den Materialeigenschaften oder im Hinblick auf den herzustellenden Artikel bzw. zur möglichst rationellen Ausnutzung der Anlage wünschenswert ist. Damit entfallen Formwechsel kosten (Rüstzeiten) und Still-Standskosten, wie sie bei Formpressen, auch Gummispritzautomaten, unvermeidlich sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und die Gestaltung der Formwerkzeuge wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

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nommenen Formscheibenstapel im Querschnitt. Zur Verdeutlichung sind ein Rohling und ein Spritzkolben in einer Position mitgezeichnet, wie sie dem Zeitpunkt kurz vor dem Füllen der Form entspricht,

Fig. 2 im gleichen Zustand resp. Zeitpunkt einen Formenträger mit außen aufgenommenen Formscheiben bzw. -ringen im Querschnitt, wie er insbesondere für größer dimensionierte Artikel vorteilhaft ist,

Fig. 3 als Ausschnitt einen Teil des Formenträgers nach Bild 1, jedoch mit einer darin eingebauten radial wirkenden Spannhülse für den Einsatz bei geteilten Formscheiben,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie A-B in Bild 3,

Fig. 5 eine Aneinanderreihung möglicher Zusätze resp. Positionen eines einzelnen Formenträgers und Formscheibenstapels auf ihrem Weg durch die Produktionsanlage,

Fig. 6 eine Draufsicht auf das Schema einer Produktionsanlage zum Einsatz einer großen Zahl die Anlage durchlaufender Formwerkzeuge,

Fi g. 7 einen automatisch arbeitenden Entformplatz nach dem Rundtischprinzip mit der dazugehörigen Vorrichtung zum Vereinzeln der Formscheiben eines Formscheibenstapels.

Die eigentlichen Formwerkzeuge sind funktional in zwei zueinander passende Teile aufgeteilt. Die der Produktionsanlage zugeordneten Teile werden sinngemäß mit Formenträger 1 bezeichnet (Fig. 1). Sie dienen als Transportmittel für den zweiten Teil der Form, die hintereinander liegenden Stapel von artikelabhängigen Formeinsätzen (2) in Form von Scheiben. Die Formscheiben 2 können vom Formenträger 1 innen (Fig. 1) oder außen (Fig. 2) aufgenommen werden. Sie sind vorteilhaft als Kreisscheibe oder als Kreisring ausgebildet. Ihre Höhe richtet sich nach den Artikelabmessungen 3, während alle anderen Außenabmessungen artikelunabhängig sind. Auf diese Weise paßt ein beliebiger Formscheibenstapel 2 in jeden Formenträger 1 einer Produktionsanlage, da über die Höhe der Distanzscheiben 4 die Gesamthöhe des Stapels beeinflußbar ist.

Den stirnseitigen Abschluß des Formenträgers 1 bildet ein Einspritzzylinder 5 mit einer Bohrung 6 zur Aufnahme des Rohlings 7. Mit Hilfe des zur Anlage gehörigen Preßkolbens 8 wird der Rohling über Anspritzkanäle 9 in die Hohlräume 3 der Formscheiben 2 gedrückt. Als Niederhalter dient gleichzeitig der Abstreifring 11 für überschüssiges Rohlingsmaterial. An Stelle dieser als Transfer-Technik bekannten Methode der Formenbeschickung läßt sich bei 5 auch ein Einspritzaggregat direkt anschließen (Injektions-Verfahren).

Für die vorzugsweise Herstellung von Artikeln mit

größeren äußeren Abmessungen oder überwiegend ringförmigem Querschnitt ist die in Fig. 2 dargestellte Art der Formenträgergestaltung vorteilhaft. Als Aufnahme für die Formscheiben 2 dienen in diesem Fall ein oder mehrere Dorne 13, auf die die Formscheiben 2 mit Ausnehmungen 14 aufgesteckt werden. Nach Lösen der Verriegelung 12 können die Formscheiben 2 über Bohrungen 10 ausgedrückt werden.

Erfordert die Artikelgestalt z. B. durch Hinterschneidungen an ihrer Außenkontur oder durch Vor- ι ο handensein eines Formkerns 19 eine Teilung der Formscheiben 2 in z. B. zwei halbkreisförmige Segmente 20 und 21 längs der Linie 22 (Fig. 3 und 4), um den fertigen Artikel entformen zu können, so muß neben dem axialen Schließdruck auch eine radiale Anpreßkraft auf die Formscheiben 2 ausgeübt werden. Dies kann z. B. durch eine hydraulisch betätigte Membran 23 erzielt werden, die in diesem Fall die Innenfläche des Formenträgers 1 bildet und als Spannbüchse wirkt. Vor der Rohlingsbeschickung läßt sich über ein Rückschlagventil 24 eine Druckflüssigkeit in die hinter der membran 23 liegenden Taschen 25 einfüllen und nach der Heizzeit des Artikels wieder entleeren. Auf diese Weise sind axiale wie radiale Schließkräfte innere Kräfte des Formenträgers 1, wodurch dieser ortsunabhängig, d. h. während eines Arbeitstaktes frei beweglich wird. Die evtl. erforderliche Heizenergie wird dabei beispielsweise über Schleifkontakte auf Heizstäbe 15 oder -bandagen 17 übertragen, jl)

Der Betrieb einer Anlage zur Herstellung von Formartikeln mit so gestalteten Formwerkzeugen ist als Draufsicht in Fig. 5 beschrieben. Es zeigt schematisch den Weg eines einzelnen Formenträgers 1 während eines vollen Arbeitszyklus. Auf die Darstellung aller anderen gleichzeitig die Anlage durchlaufenden Formenträger 1 wurde dabei der Übersichtlichkeit wegen verzichtet. Fig. 5 stellt daher lediglich die räumliche Aneinanderreihung von möglichen Zuständen nur eines einzigen in der Anlage befindlichen Formenträgers 1 dar, während Fig. 6 das Schema einer ganzen Anlage mit einer Anzahl unterschiedlichster Formenträger 1 zeigt.

Im wesentlichen besteht die Anlage aus zwei getrennten Umlauffördersystemen I und II, die sich in ihrer Ausdehnung der gewünschten Produktionskapazität in Grenzen anpassen können. Der Hauptumlauf I ist im Aufbau ähnlich einem Verkettungssystem zwischen Werkzeugmaschinen bei Transferstraßen. Statt der dort taktweise transportierten Paletten werden hier Formenträger 1 nach Fig. I bis 3 durch die verschiedenen Bearbeitungsstationen transportiert. Der Umlauf II ist ein ähnliches Kreisfördersystem zum Transport der am Ende der Heizzeit aus dem Formenträger 1 ausgestoßenen Formscheibeneinsätze 2 zum Entformplatz und wieder zurück zum Beginn des Umlaufs I.

Ein geschlossener Arbeitstakt läuft wie folgt ab:

Bei α wird ein vorbereiteter Stapel 30 von Formscheiben 2 in einem dem Speicher i entnommenen ω Formträger 1 geschoben und längs des Weges a)-c) vorgeheizt. Bei b wird der stirnseitige Abschluß des Formenträgers 1 mit der axialen Verriegelung 12 aufgesetzt. Über eine geeignete Steuerung läßt sich bei c eine fehlersichere Rohlingsbeschickung vornehmen. (,5 Die bei d über einen Preßkolben 8 oder Schneckenextruder in die Hohlräume 3 der Formscheiben 2 injizierte Mischung 7 heizt im Speicher e—f zum fertigen Artikel aus. Nach Erreichen der vorgegebenen Verweilzeit im Speicher e—f wird der Formenträger 1 bei g geöffnet, der Stapel 31 von Formscheiben 2 bei h ausgestoßen und der leere Formenträger 1 in den Speicher / weitertransportiert.

Die ausgeworfenen Formscheiben 2 des Stapels 31 beschreiben von h bis α einen von I getrennten Weg II. Sie werden taktweise vereinzelt, der fertige Artikel entnommen, entgratet, sortiert und verpackt 32. Nach dem Entfernen der Anspritzkanäle 9 werden die Formscheiben 2 wieder in der gleichen Reihenfolge zu einem Stapel 30 zusammengelegt, um auf ein Steuersignal hin bei α wieder in die Anlage eingeschleust zu werden.

Die Entformplätze sind vorteilhaft nach Artikelgruppen, sogenannten Teilefamilien getrennt, um eine möglichst große Zahl von Produkten mit ein und dergleichen Einrichtung vollautomatisch entformen zu können. Dieses kann beispielsweise nach dem Rundtischprinzip erfolgen (Fig. 7). Nach dem Ausstoßen des Stapels 31 von Formscheiben 2 am, Ende der Heizperiode wird dieser über eine Zielsteuerung in die Aufnahmevorrichtung 40 der Entformeinrichtung 46 transportiert. Bei jedem Takt 43 der Schalttrommel 41 des Rundtisches wird die jeweils obenliegende Formscheibe 2 mit Hilfe der Ausstoßvorrichtung 44 dem Stapel 31 entnommen (Pfeil 45) und eine Stufe weitertransportiert. Im Verlaufe einer vollen Umdrehung der Schalttrommel 41 bewegt sich so jede Formscheibe 2 hintereinander an feststehenden Bearbeitungsstationen X₁-X_n vorbei, wo der Artikel entgratet, entformt, geprüft und die Formscheibe 2 abschließend wieder gesäubert werden kann. Am Ende eines vollen Umlaufs der Schalttrommel 41 werden die Formscheiben 2 wieder in die Aufnahmevorrichtung 40 eingeführt und damit wieder in der gleichen Reihenfolge zu einem Stapel 31 vereinigt. Ist durch Verschleiß oder Defekt der Austausch einer oder mehrerer Formscheiben erforderlich, so ist dies an einer hierfür vorgesehenen Stelle 42 des Rundtisches leicht möglich.

Wenn nach der geplanten Anzahl von Umläufen irgendeines Formscheibenpaketes die gewünschte Artikelmenge produziert ist, so können die nicht mehr benötigten Formwerkzeuge ohne Störung der gesamten Anlage an der Stelle 33 in Fig. 5 und 6 aus dem Kreislauf II ausgeschleust werden. Von hier aus lassen sie sich in einem geeigneten Behälter und mittels eines geeigneten Umlauffördersystems zu einer adressierbaren Speichereinrichtung befördern, von wo sie u. U. automatisch bei Bedarf wieder entnommen und bei 33 wieder in die Anlage eingeschleust werden können.

Die einfache »Manövrierbarkeit« der Formwerkzeuge im Gegensatz zu ihrem starren Einbau in konventionellen Pressen kann durch eine Prozeßrechner-Steuerung der Gesamtanlage wirkungsvoll nutzbar gemacht werden. Durch Codierung 16 unter Kennzeichnung der Formwerkzeuge an einer hierfür geeigneten Stelle, z. B. mittels kodierter Ringe, Nuten o. ä. 16, welche von entsprechenden Erfassungsgeräten in den einzelnen Bearbeitungsstationen gelesen werden können, sind die Positionen der in der Anlage befindlichen Formwerkzeuge zu jeder Zeit bekannt. Wenn der Beginn der Arbeitstakte eines jeden Stapels 30 von Formscheiben 2 bei α zeitlich und auch in der Reihenfolge anderen Einsätzen gegenüber beeinflußbar ist (Fig. 6), so läßt sich durch Eingabe unterschiedlicher Prioritäten je Artikel eine zu jeder Auf-

tragslage optimale Fertigungssteuerung erzielen.

Dies bezieht sich nicht nur auf das sich u. U. täglich ändernde Artikelsortiment sondern gleichermaßen auf die Gesamtausbringung an Fertigprodukten. Durch die Einrichtung von Speichereinrichtungen an geeigneten Stellen kann die Anlage »atmen«, so daß durch Änderung der Umlaufgeschwindigkeit des Kreislaufs I unter Zuschaltung zur Verfügung stehender Entformplätze des Kreislaufs II das Produktionsvolumen in weiten Grenzen nahezu stufenlos und ohne Rüstkosten variiert werden kann. Solche Speichereinrichtungen sind in Fig. 5 und 6 mit /-/', g-g' und /-("gekennzeichnet. Dies ist noch einmal in Fig. 6 als Prinzipbild der Anlage in der Draufsicht gezeigt. Die in Fig. 5 mit den Buchstaben a-i bezeichneten Bearbeitungsstationen sind in Fig. 6 entsprechend gekennzeichnet.

Die aus der Speichereinrichtung / kommenden Formenträger 1 werden bei a mit einem vorbereiteten Stapel 30 von Formscheiben 2 gefüllt. Außerhalb des Hauptkreislaufs I steht bei Bedarf eine zusätzliche Reservespeichereinrichtung /', i" und /'" zur Verfügung.

Im Falle der Steuerung der Anlage durch einen programmierbaren elektronischen Prozeßrechner sind dort auch sämtliche artikelabhängigen Daten gespeichert. Sobald also bei α ein Formenträger 1 geladen wird, kann eine Lesevorrichtung 26 an Hand der Codierung 16 der Formscheiben 2 den Artikel erkennen. Mit Hilfe geeigneter Stellantriebe, die vom Rechnerausgang angesteuert werden, lassen sich dann die für den beginnenden Arbeitstakt relevanten Daten am Formenträger 1 einstellen. Dies kann beispielsweise der Sollwert eines im Formenträger 1 eingebauten Zeitrelais' für die Einstellung der erforderlichen Heizzeit sein. Ebenso läßt sich die gleiche Information verwerten, um aus einem geeigneten Magazin den richtigen Rohling auszuwählen und bei c in die hierfür vorgesehene Aufnahmebohrung 6 zu schieben.

Am Ende des Einspritzhubes mit frei programmierbarem artikelspezifischen Einspritzdruck zwischen dem Preßkolben 8 und Gegenhalter 27 in Station d wird die Form mit Hilfe der Schließmutter einer Verriegelungsvorrichtung 12 verriegelt. Ist zum Aushärten des Produkts Wärmezufuhr erforderlich, so kann diese z. B. in Form elektrischer Energie aus Stromleitschienen entnommen werden. In diesem Fall ist die Installation eines zusätzlichen Ofens 28 sinnvoll, um die Wärmeabgabe an die Umgebung zu reduzieren. Muß diese aber forciert werden, so läßt sich vorteilhaft an dieser Stelle ein entsprechendes Kühlaggregat einbauen.

Nach Erreichen der vorgegebenen Heizzeit wird der jeweilige Formenträger 1 aus dem Ofen 28 ausgestoßen -»29. Dies kann je nach Zusammenstellung der Formwerkzeuge einzeln bei 29 oder auch zusammen mit anderen Formenträgern bei 29-29"' geschehen. Auf diese Weise warten am Ende des Heizkanals

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immer die Artikel mit der jeweils längsten Heizzeit und können somit von denen mit kürzerer Heizzeit überholt werden. Die Länge des gesamten Heizkanals im Ofen 28 muß folglich für den ungünstigsten Fall im Artikelprogramm berechnet sein, damit alle in Produktion befindlichen Artikel eine lange Heizzeit haben.

Nach dem Verlassen der Heizzone werden die Formwerkzeuge bei g zwischen dem Preßzylinder 34 und dem zugehörigen Gegenhalter entriegelt, so daß die losen Formscheibensätze 31 bei h über die Ausdrückvorrichtung 36 auf das Fördermittel 37 des Umlauffördersystems II geschoben werden können. Der nunmehr leere Formenträger 1 wandert von hier in den Speicher i und schließt so den Urnlauf I.

Mit Hilfe der Lesevorrichtung 26 bei k läßt sich das Formenscheibenpaket 31 über eine Zielsteuerung zu einer entsprechend eingerichteten Entformeinrichtung 46 befördern. Hier wird es nach Entnahme des fertigen Artikels und Reinigung von Austrieb und ähnlichem als ein von neuem einsatzbereiter Formwerkzeugstapel 30 auf einem Fördermittel 38 in einen Speicher / transportiert.

Je nach der Priorität des Artikels läßt sich aus diesem Speicher / heraus auf Rechnerbefehl hin die Reihenfolge der Formenscheiben 2 in einem Stapel bestimmen, die durch Zusammenfügen mit einem Formenträger 1 bei α einen neuen Arbeitstakt beginnen. Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit wurde in Fig. 6 als Hubgröße H für den Transporttakt des Umlaufs I die Breite nur eines Formenträgers 1 zugrunde gelegt. Es ist jedoch sinnvoll, die Stationen a-l mehrfach parallel zu betreiben, z. B. drei nebeneinander liegende Preßkolben gleichzeitig zu betätigen. Auf diese Weise läßt sich die Maximalkapazität der Gesamtanlage im Vergleich zu dem hierfür erforderlichen Mehraufwand überproportional steigern.

Der wirtschaftliche Nutzen der oben beschriebenen Vorrichtung liegt demnach einerseits in der Mehrfachnutzung der für die verschiedenen Arbeitsschritte und Funktionen benötigten Anlagenteile. Während, wie bereits erwähnt, bei konventioneller Fertigung auf einer Vielzahl von Einzelaggregaten ebenso viele Einrichtungen zum öffnen und Schließen der Formen mit meist mehreren 100 Mp Kraft vorhanden sein müssen, so ist dies bei der vorliegenden Vorrichtung nur noch einmal der Fall. Dies macht sich in den Anlage- und Energiekosten vorteilhaft bemerkbar.

Andererseits ist die Senkung der variablen Kosten ohne Einbußen an Flexibilität gegenüber der konventionellen Produktionsart herzustellen. Dies wird einmal durch den hohen Automatisierungsgrad und die daraus resultierende Senkung der Lohnkosten je Artikel ermöglicht, wie auch durch die niedrigen artikelabhängigen Werkzeugkosten. Zum anderen erlaubt der Einsatz einer Prozeßrechner-Steuerung, die Anlage in jeder Auftrags- und Lieferterminsituation im wirtschaftlichen Optimum zu betreiben.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen aus Kunststoff, mit einem Umlauffördersystem für untereinander gleiche Formenträger, die mit artikelabhängigen und je Arbeitszyklus austauschbaren Formeinsätzen bestückbar sind, mit Einrichtungen zum Füllen und zum Schließen der Formeinsätze und mit einer Einrichtung zum Trennen der Formeinsätze von den Formenträgern am Ende des Arbeitszyklus, dadurch gekennzeichnet, daß die Formenträger (1) im Umlauffördersystem artikelabhängig unabhängig voneinander bewegbar und im Umlauffördersystem (I) angeordneten Speichereinrichtungen (e-f, f-f, 29-29'", g-g', i-i") zuführbar sind, aus denen die Formenträger (1) mit ihren Formeinsätzen (2) artikelabhängig zum weiteren Transport durch das .Umlauffördersystem (I) entnehmbar sind.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlauffördersystem (I) als Verkettungssystem für Transferstraßen ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein zweites Umlauffördersystem (II) zum Transport der am Ende der Heizzeit aus den Formenträgern (1) ausgestoßenen Formeinsätze (2) zur Entformeinrichtung (46) und wieder zurück zum ersten Umlauffördersystem (I).

4. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (α) zum Zusammenfügen vorgewählter Formeinsätze (2) mit einem Formenträger (1).

5. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Formenträger

(1) mit zylindrischer Bohrung und Formeinsätzen

(2) aus in Druckrichtung hintereinanderliegenden Scheiben (2, 4).

6. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Formenträger (1) als zylindrischer Topf ausgebildet sind, in deren Innern ein Stapel aus Formscheiben (2, 4) einsetzbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine im Formenträger (1) an der Innenwand der Bohrung angeordnete Membran (23), die mit der Innenwand Taschen (25) bildet, in welche über ein Rückschlagventil (24) Druckflüssigkeit einfüllbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Formenträger (1) mit einem oder mehreren Dornen (13) und Formeinsätzen (2) aus in Druckrichtung hintereinander aufgesetzten Scheiben (2, 4).

9. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch in Formenträger (1) eingebaute eleKtrische Heizelemente (15, 17) und programmierbare Temperaturregler und Schleifkontakte zur Aufnahme der elektrischen Heizenergie.

10. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Formenträger (1) mit einer einstellbaren Codierung (16) versehen sind.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Formteilen aus Kunststoff, mit einem Umlauffördersystem für untereinander gleiche Formenträger, die mit artikelabhängigen und je Arbeitszyklus austauschbaren Formeinsätzen bestückbar sind, mit Einrichtungen zum Füllen und zum Schließen der Formeinsätze und mit einer Einrichtung zum Trennen der Formeinsätze von den Formenträgern am Ende des Arbeitszyklus.

ι« Bei der bisherigen Entwicklung der Prozeßtechnologie für Formartikel aus Elastomeren und ähnlich verarbeitbaren Werkstoffen lassen sich im Prinzip zwei Wege zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit unterscheiden. Einmal der chemisch-thermische, der die

Ii Anwendung der Vant't Hoff'sehen Regel verfolgt, wonach sich die Reaktionsgeschwindigkeit der Vernetzung je 10° Temperaturanstieg verdoppelt. Und ein anderer fertigungstechnischer, welcher sämtliche anderen Prozeßparameter zu optimieren sucht. Die

2n Summe beider Bemühungen resultiert u. a. in von Spritzgießmaschinen gespeisten Mehrstationen-Aniagen, die die bisher wirtschaftlichste Methode, allerdings liur für die Großserienfertigung von Formartikeln darstellt. (Gummi-Asbest-Kunststoffe, 1971,

S. 460-466 und 468).

Je nach Werkzeugkonstruktion und Rohlingsbeschickung lassen sich bei der Herstellung von Formartikeln drei Verfahren unterscheiden:
a) Kompressionsverfahren,

«ι b) Transferverfahren,
c) Injektionsverfahren.

Artikel, bei denen die Nacharbeit zur Entfernung des Formaustriebs aufwendig ist, werden vorteilhaft nach den Methoden b) oder c) hergestellt.

r> Die zur Zeit verbreitetste Maschine zur Herstellung von Formartikeln ist die Einzelpresse in stehender oder liegender, ein- oder mehretagiger Ausführung. Sie besitzt eine Aufspannfläche für die starr eingebauten Formwerkzeuge, welche nach Erreichen der gewünschten Produktionsmenge ausgewechselt werden. Die Aufspannfläche limitiert die den Artikelabmessungen entsprechende Anzahl an Gravuren oder »Nestern«, die in der Formtrennebene angeordnet sind. Jede Einzelpresse, in der Fachpresse auch als

4^r> Formenträger bezeichnet, ist als ein unabhängiges Aggregat anzusehen, da an ihr alle Maschinenparameter wie Heben, Senken, Druck, Temperatur und Zeit individuell einstellbar sind. Vorteil einer solchen Fertigungsart ist die einfache Anpassung an die Viel-

¹Ki fältigkeit einer Produktpalette; ihr Nachteil liegt in der ausschließlichen Einfachnutzung mehrfach vorhandener gleicher oder ähnlicher Maschinen- und Steuerungsteile. Mit dem Rundtischprinzip zur Aufnahme mehrerer obenerwähnter Einzelpressen wurde

r> in jüngster Zeit eine Fertigungsmethode geschaffen, die bei der Erzeugung von großen Produktionsserien erhebliche wirtschaftliche Vorteile bietet.

Von einem Einspritzaggregat werden die Formen gefüllt und wandern taktweise während der Heiz- oder

ho Kühlzeit zur Entformstation. Das heißt, daß abgesehen von den gewünschten Produktionsziffern die nötige Heizzeit eines speziellen Produkts maßgeblich für die Auswahl der wirtschaftlichsten Pressenzahl auf dem Rundtisch ist. Darüber hinaus begrenzt die große

hi zu bewegende Masse von mehreren Einzelpressen die Rundtischgröße zur Zeit auf max. 10 Form träger mit einem Gesamtgewicht von über 100 t.

Auch bei den Rundtischanlagen muß der Vorteil